上调星形胶质细胞中的PP2A对阿尔兹海默病的保护作用及机制研究

Astrocytes involve in the formation, internalization and degradation of beta-amyloid peptide, which is associated with the development of Alzheimer's disease (AD). Migration of astrocytes can be found in brain development and neurodegeneration, such as Alzheimer's disease, so the regulation of the astrocyte migration has potential applications for the prevention and treatment of AD. Preliminary studies show that immunofluorescence staining data suggest that PP2A was largely enriched in the reactive astrocytes, which were accumulated at sites of amyloid plaques in the brain of Tg2576 mice and PP2A was also accumulated at sites of amyloid plaques in the brain of Tg2576 mice. Further studies showed that upregulation of PP2A stimulated the migration of astrocytes with mechanisms involving actin remodeling and p38 MAPK inhibition, suggesting that in Tg2576 mice PP2A may play a role in astrocyte migration. This subject is proposed on the basis of preliminary studies, it is conceivable that activation astrocytes PP2A in Tg2567 mice may be a compensatory attempt to stimulate the migration of astrocytes and improve brain pathological changes and memory dysfunction. The research results are expected to provide a new target for the prevention and treatment of AD.

星形胶质细胞参与了β-淀粉样肽的形成、内化和降解，这与阿尔兹海默病（AD）的发生发展相关。无论在神经元发育还是神经退行性变如阿尔兹海默病时均存在星形胶质细胞的迁移，因此调控星形胶质细胞迁移，对AD的防治具有潜在应用价值。前期研究表明在Tg2576转基因鼠脑片中蛋白磷酸酯酶-2A（PP2A）在老年斑块周围的反应型星形胶质细胞内集聚且成极性分布，且表达增加。进一步研究发现在原代星形胶质细胞中特异上调PP2A的活性通过肌动蛋白的重塑和抑制p38MAPK信号通路促进了星形胶质细胞的迁移，提示在Tg2576转基因鼠星形胶质细胞中PP2A可能参与了促进星形胶质细胞的迁移。本课题拟在前期研究的基础上拟通过在Tg2576转基因鼠中特异改变星形胶质细胞的PP2A的活性，探讨其对星形胶质细胞的迁移作用，以及对转基因小鼠的AD-样脑病理改变及记忆障碍的改善作用，该课题研究结果有望为AD 的防治提供新靶点。

背景：阿尔茨海默病(Alzheimer's disease, AD)是老年病中最常见的神经退行性疾病。然而，目前尚缺乏有效的防治措施。星形胶质细胞在老年斑周围聚集，是 AD 脑中早期的病理改变之一。星形胶质细胞作为中枢神经系统中含量最丰富的细胞在 AD 的发病过程中起十分重要的作用，有报道在AD中新生的星形胶质细胞可以对细胞外的 Aβ 进行内吞，进而清除 Aβ。作者前期结果发现在细胞水平上调PP2A 促进星形胶质细胞的迁移，发挥其清除Aβ的功能。但在整体水平PP2A 对星形胶质的作用尚未见报道。那么我们可以通过调节星形胶质细胞中PP2A的活性，发挥其对Aβ的清除途径探索治疗 AD 的措施。.主要研究内容：构建带胶质细胞原纤维酸性蛋白启动子的 eGFP-wtPP2A和eGFP-siPP2A病毒，特异性上调或下调星形胶质细胞中的 PP2A。将实验小鼠随机分为野生对照 +病毒空载体组( C57-eGFP) 、 APP /PS1 双转基因小鼠 +病毒空载体组( APP-eGFP) 、 APP/PS1 双转基因小鼠 + 慢病毒感染组( APP-PP2A) ，APP /PS1 双转基因小鼠 +无序序列空载体组( APP-ssiPP2A) 和APP/PS1 双转基因小鼠 + 干扰慢病毒感染组( APP-siPP2A)。各组小鼠经侧脑室注射病毒4周后，采用脑片免疫荧光检测Aβ的水平，通过 Golgi 染色观察树突棘密度和形态学变化，电镜检测突触微观结构，Morris 水迷宫定位航行实验检测感染病毒后对学习和记忆的影响。.重要结果：上调星形胶质细胞中 PP2A 降低 APP/PS1 双转基因小鼠 Aβ 的水平， 增加树突棘密度、有突触功能的蘑菇状树突棘比例，改善突触微观结构的损害，改善其学习记忆能力。下调星形胶质细胞中 PP2A 增加APP/PS1 双转基因小鼠 Aβ 的水平，减少树突棘密度、有突触功能的蘑菇状树突棘比例，加剧部分突触微观结构和学习记忆的损害。.关键数据：上调星形胶质细胞中 PP2A 改善 APP/PS1 双转基因小鼠Aβ 聚集的病理改变，具有重塑突触结构与功能和改善学习记忆能力的作用, 发挥其神经保护的作用。反之下调星形胶质细胞中 PP2A则加剧这些损害。.科学意义：该结果将为从星形胶质出发治疗AD提供全新的资料，为AD的治疗提供新靶点。